南开大学化熊虎《Anal. Chem.》:D–A–D型近红外荧光探针实现炎症性肠病中一氧化氮的检测与实时成像

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来源：Analytical Chemistry

炎症性肠病（IBD）是一种常见的慢性和复发性肠道炎症疾病，是一个全球性的健康问题，与大肠癌密切相关，约占溃疡性结肠炎相关死亡人数的17％。迄今为止，仍没有安全有效的IBD治疗方法，导致每年在IBD筛查、诊断和治疗方面花费昂贵的医疗费用。因此，发展合适的分子影像探针来诊断IBD对人类健康非常重要。

一氧化氮（NO）是一种亚稳定的自由基分子，在心血管、免疫、呼吸、胃肠、中枢神经等众多生理系统中起着重要的信号传导和调控作用。最近的研究还表明，NO失调与许多人类疾病有关，包括动脉粥样硬化、免疫疾病、神经退行性疾病、癌症以及炎症性肠病。并且，肠道中NO浓度的升高与IBD密切相关。但是由于缺乏用于肠道中NO实时检测的有效方法，NO与IBD发病机理之间的机制仍不清楚。因此，迫切需要开发高灵敏度、高特异性、高时空分辨率的NO成像探针，用于体内NO的实时检测，从而进一步改善IBD的诊断和治疗。近红外荧光探针在体内非侵入性成像方面更具优势，可进一步增强深层组织的穿透力并改善信噪比。但是，目前用于NO检测的小分子荧光探针仍存在波长短（<700 nm）且水溶性差等缺点，尤其是在深层组织和疾病动物模型中，将这些探针应用于体内的NO实时成像检测仍然是一个巨大的挑战。

近日，南开大学化学学院的熊虎研究员课题组报道了一种可以用于炎症性肠病中NO实时成像检测的近红外荧光探针LS-NO。该探针使用寡聚乙二醇吗啉官能化的噻吩作为强电子给体，使用二氨基苯并(1,2,5-噻二唑)作为弱电子受体和NO捕获基团。该探针与NO特异性反应后，弱电子受体基团转化为强电子受体三唑并苯并-(1,2,5-噻二唑)，利用增强的分子内电荷转移机制，其在700和750/800 nm处呈现出“OFF-ON”型的近红外吸收和发射。此外，LS-NO表现出良好的水溶性和光学稳定性。它能够高灵敏性和专一性地检测活细胞溶酶体中的外源性和内源性NO。值得注意的是，LS-NO能够无创实时检测脂多糖诱导的IBD小鼠模型中的NO，时间长达30 h。在IBD小鼠的肠道和粪便中均显示出比正常小鼠高出2到3倍的近红外荧光强度。这项工作表明，LS-NO有望作为IBD中NO实时检测的诊断探针，并可能同时促进炎性大便检查。

这一成果近期发表在Analytical Chemistry 上，文章的第一作者是南开大学博士研究生柳森耀。

熊虎，南开大学化学学院研究员。2014年7月于中国科学院上海有机化学研究所获得博士学位，导师为谢作伟院士与唐勇院士。2014年9月至2018年11月在美国德克萨斯大学西南医学中心从事博士后研究，合作导师为Daniel J. Siegwart。2018年12月就职于南开大学。研究领域包括：(1) 近红外一区/二区有机小分子荧光探针的设计及在深部疾病诊断中的应用研究。(2) 基于mRNA的器官选择性生物发光探针的构建及应用研究。近年来在国际著名学术期刊 J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater., Anal. Chem.等上发表多篇学术论文，欢迎感兴趣的硕博生和博士后联系咨询。联系邮箱：xionghu@nankai.edu.cn

论文链接：

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.analchem.1c00281

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